唐保慧 浅 谈 电 功 率 的 有 效 教 学
安徽省滁州市全椒县八波中学 唐保慧
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【摘要】新课程理念要体现“从生活走向物理,从物理走向社会”。 《电功率》在初中物理教学中既是重点,也是难点。另外,这一知识点是电学知识的实际应用。与实际生活的联系十分紧密,教师多注意公式总结。多分析和解释自己身边的物理现象,在课堂上选取生活中常见的实例和器材。精选典型题来引领,把物理知识和生活学习活动有机结合。从而正确认识有效教学的策略。
【关键词】新课程 电功率 有效学习 策略 生活学习
《电功率》在初中物理教学中既是重点,也是难点。另外,这一知识点是电学知识的实际应用。与实际生活的联系十分紧密,体现“从生活走向物理,从物理走向社会”的新课程理念。所以也是改善学生对所学知识不能灵活应用的好时机。我认为电功率的有效学习策略不能单从一节课的教学去讲,而应该从新课的教学和习题的教学两个方面去探讨。下面,我就习题的有效学习谈谈看法。
一、有效解读电功率的计算公式
学生对于电功率习题,一直比较“束手无策”,主要原因是公式太多。电功率的四个表达式:(1)定义式:P=W/t。(2)反映电学特点的普适式P=UI。与欧姆定律结合后得到的(3)式P=I2R。(4)式P=U2/R。学生对于P=U2/R 、 P=I2R公式理解起来有很大的困难。
【策略】:学生的思维能够满足目前的要求,主要是不懂得方法,确切地说是教师的方法不当。我的做法:先要求学生画电路图,让其养成一个良好的习惯,然后让学生进行分析,在图上标出已知条件和未知条件,再由学生总结:由于串联电路中电流处处相等,所以在串联电路中,使用(3)式P=I2R分析和计算方便。在并联电路中,各支路两端电压相等,所以用(4)式 P=U2/R分析和计算方便。这样学生不但会分析而且会运用。
例1:有两只灯泡L1、L2并联接入电路,发现L1比L2亮。若把L1、L2串联接入同一电路,则
A.L1比L2亮 B.L2比L1亮
C.L1、L2一样亮 D.无法比较它们的亮度
【分析】:本题是纯电阻电路,灯泡的电阻可以看作不变。灯泡的亮度是其电功率大小的外在表现。亮度大说明其实际功率大。在电压或电流相同的情况下,电功率的大小就可以从比较电阻大小中做出判断。并联时,L1比L2亮,说明P1>P2。并联电压相同,根据P=U2/R可知,R1
二、有效分析和解释自己身边的物理现象
这节课的难点是学生对额定电压、额定功率与实际电压、实际功率混淆不清,解题中需把电功率公式和欧姆定律公式反复运用,更加造成了困难。解决这一困难,一是新课时要把有标记的灯泡接入不同电压的演示实验做好,二是解题中要分步计算,把每一步的已知什么求什么讲清楚,练习应以直接用公式的简单计算为主。
【策略】: 额定电压和额定功率 对于额定电压和额定功率这一难点的突破,我采用以下例题来突破:
例2、【安徽中考2005】21 . ( 8 分)当加在白炽灯两端的电压与其额定电压相比变化不大时,可认为灯丝的电阻保持其正常工作时的电阻值不变.我们知道,在用电高峰期时,尤其是农村,家庭电路的白炽灯比正常发光时要暗些.
( l )请你分析发生上述现象的原因.
( 2 )一个标有“220V 40W ”的白炽灯泡,它正常工作时,灯丝电阻是多少?
(3)若灯泡两端的实际电压只有210 v,上述灯泡的实际功率多大?
【分析1】灯泡变暗,说明灯泡的功率减小了。为什么减小了?对于给定的导体,电压是电流变化的原因。电压、电流的变化,导致电功率的变化。在灯泡的电阻不变的情况下,P=U2/R可知,是因为电压减小所致。电压为什么会减小呢?原来,尽管导线的电阻较小,导线的分压作用也是客观存在的。在电路中电流较小时,导线的分压作用不明显。当电路中的电流较大时,这个分压作用就明显的显现出来了。这样电源的电压就被导线分去了一部分,用电器得到的电压就减小了,实际功率就减小了,所以,灯泡变暗。
【分析2】混淆额定功率与实际功率 对学生来说,问题不在于他们不能理解概念 ,而在于他们不能把两个概念区分开来。 额定功率与实际功率是两个不同的概念,在实际生活中,用电器工作时的电压往往不是额定电压,实际的电流强度、电功率也就不再与其对应的额定值相符,
【解决策略】: 显然在实际电压发生改变时,实际电流不可能等于额定电流而保持不变,在这个变化过程中唯一不变的是用电器的电阻值,由于它只由用电器本身性质决定,在不考虑温度影响的情况下,可以认为是恒定不变的,这也是我们在解决这类问题时建立等式的依据。 只有用电器的电阻才能将实际功率与额定功率联系起来,这也是我们解答本题的着手点。所以在讲解这个知识点时,我用题和实验结合起来讲,使理论知识和感性融合,学生更容易理解。
三、典型题引领,把物理知识和生活学习活动有机结合
1、让学生亲身感受积极参与活动,在不知不觉中培养能力。
如我在“动手动脑学物理”中用电能表帮助学生实测了一只电吹风的功率:获得如下数据:电能表上标有“3000R/KW·h”的字样,使待测电吹风单独工作 6min电能表的转盘转过30r。
讨论交流,理清解答过程:
⑴表盘每转一圈电流所做的功:
W0=3.6×106/3000=1.2×103(J)。
⑵在时间t内表盘转n圈所做的功:
W=nW0=n×1.2×103(J)。
⑶电吹风的电功率
P=W/t=n×1.2×103/t(W)
(4)再通过分析总结得出:P=N**10^6/ct的形式作为模型让学生记住。加强对公式和规律的有效总结,有时有事半功倍之效。
2、如精选例3【安徽中考2012】第22题、某同学家的电子式电能表上个月月初、月末的表盘如图所示。
表盘上“1600imp/kWh”表示每用电1 kW.h指示灯闪烁1600次。根据表盘上的信息,回答下列问题:
(1)该同学家上个月共用电多少kW.h?
(2)该同学家同时使用的用电器总功率不得超过多少?
(3)若只让一个标有"220V 484W”的电热器工作3min,观察到电能表的指示灯闪烁了32次,则该同学家的实际电压是多大?(设电热器的电阻不变)
【分析】本题考查(1)知道电能表的读数方法:(1)月末的减去月初的示数.(2)最后一位是小数.(3)单位kW•h.
(2)“220V”表示这个电能表的额定电压,“10A”表示电能表的标定电流,从而可利用公式P=UI计算电能表正常工作时的最大功率.
(3)第3问可以利用上述总结的表达式得出实际功率,快速高效。又知道电热器的额定电压和额定功率,可利用公式R= 计算出电热器的电阻,最后再利用公式P= 计算出该同学家的实际电压.
【解决策略】对电能表各参数的理解以及电功率和电能的计算,关键是对电能表各参数的正确理解以及公式及其变形的灵活运用,还要知道各物理量单位的换算.特别是公式P= 以及其公式变形在电学计算中经常用到。
【附 解:】
(1)本月消耗的电能:W=•h﹣•h=95kw•h.
(2)∵“220V”表示这个电能表的额定电压,“10A”表示电能表的标定电流,
∴电能表正常工作时的最大功率为:P=UI=220V×10A=2200W.
(3)∵电能表的指示灯闪烁了32次,
∴电热器消耗的电能为:W= =•h=×104J,
而t=3min=180s,
∴电热器的实际功率为:P===400W,
又∵U额=220V,P额=484W,
∴电热器的电阻为:R= = =100Ω,
而P= ,
∴该同学家的实际电压为:U实= = =200V.
答:(1)该同学家上个月共用电95kw•h.
(2)该同学家同时使用的用电器总功率不得超过2200W.
(3)该同学家的实际电压是200V.
总之,教师多注意公式总结。多分析和解释自己身边的物理现象,在课堂上选取生活中常见的实例和器材。精选典型题来引领,把物理知识和生活学习活动有机结合。使学生更加认识到知识在日常生活中的地位和作用。更加相信科学,发挥学生的主动精神和创新精神。让学生动起来,真正体现身边物理。让学生爱上物理。
【参考文献】1、2011版初中物理新课程标准
2、《安徽省中考试题汇编》